2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of flower type formation mechanism in chrysanthemum
| Project/Area Number |
17H03762
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
柴田 道夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80355718)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 洋平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00746844)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 園芸学 / 遺伝子 / 花型 / 頭状花序 / 八重咲き |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
二倍体キク属野生種キクタニギクにおける網羅的な遺伝子発現解析により、キク科のノボロギクで舌状花形成への関与が報告されているCYC2遺伝子が7種類単離できたほか、頭状花序発達に伴って発現が変動する遺伝子を多数特定することができた。単離されたCYC2遺伝子のうち、発現レベルが高かった3種類のCYC2遺伝子について時空間的な発現解析を行った結果、発達初期の舌状花の花弁における発現が認められたのに加えて、筒状花の雄蕊および雌蕊においても発現が認められ、CYC2遺伝子がキクタニギクの舌状花のみならず筒状花形成にも関与することが示唆された。キクタニギクの小花形成に関与すると考えられたCsCYC2cおよびCsCYC2eをターゲットとしたCRISPR/Cas9システムによる遺伝子破壊を試みた結果、CYC2c/e遺伝子の数塩基欠失が確認された形質転換個体が複数得られた。ターゲット遺伝子配列の解析の結果、塩基欠失パターンは単純でなく、得られた形質転換個体はキメラと見なされた。得られた形質転換体を開花させ、野生型との表現型変異を解析したところ、野生型に比べて、舌状花、筒状花ともに花弁、雌蕊が短くなる変異が確認された。加えて、舌状花弁では花弁先端の切れ込みや雄蕊様の構造が生じるなど、舌状花が筒状花化する傾向が認められた。ゲノム編集による遺伝子破壊の結果からも、CYC2遺伝子は舌状花のみならず筒状花における小花形成に関与することが示唆された。以上はキク科植物における世界初のゲノム編集による内在遺伝子破壊の成果であるが、得られた遺伝子破壊株のターゲット遺伝子配列における塩基欠失パターンは単純でなく、かつ得られた形質転換個体はキメラと考えられた。ゲノム編集による遺伝子破壊での遺伝子の高度な機能解析を行うためには更なる形質転換技術の改良が必要と考えられた。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
